通信机柜空调的控制系统设计与实现

摘要

伴随着数据业务的增长和信息技术的发展，需要建设更多新的数据中心和改造旧的数据中心，由于这些数据中心应用了大量高性能服务器等电子设备，导致高热密度机房散热问题。通信机柜空调系统以其制冷能力强、效率高、节能环保等特点，很好地解决了高热密度通信机柜制冷的问题。　　本课题研制的通信机柜空调的控制系统实现了在高热密度机房的制冷需要。课题研究的内容主要包括控制系统的电路设计、软件控制与调试及整机的测试。硬件系统由中央控制电路、通信电路、数值采集电路、动作执行电路和反馈输入电路组成。中央控制电路采用Freescale公司的MC9S08DZ60单片机，实现对外围电路的控制；通信电路采用可靠、高效的以太网实现与上位机数据交互；数值采集电路采用高精度的温度传感器、湿度传感器，实现对水温和循环风的温、湿度信号采集与模数转换；动作执行电路采用驱动板、电磁阀等，完成对设定的风速、水流速度、电磁阀等的控制动作；反馈输入电路采用传感器、转接板、编码器等，将系统当前的状况反馈给控制板，实现系统运行状态的实时监控。软件系统是基于C语言程序系统和Labview程序开发系统，实现对通信机柜空调的控制系统的操作和远程监控等功能。　　论文最后对系统进行整机测试。通过对不同功率负载下的机柜调温控制的测试，满足设计的技术指标要求。系统的测试结果表明，该通信机柜空调系统可以很好的满足高热密度机柜的制冷需要。

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第一章 绪 论

1.1 国内外通讯机柜空调系统的发展和现状

1.2 本课题的研究背景和意义

1.3 课题的主要研究内容及论文结构安排

第二章 通信机柜空调节能系统总体设计

2.1 通信机柜应用环境的概述

2.2 系统的设计要求及技术指标

2.3 系统的总体架构

第三章 机柜空调控制系统的硬件设计

3.1 中央控制模块(Center Control Unit)设计

3.2 数据采集模块设计

3.3 执行模块设计

3.4 通信模块设计

3.5 报警模块设计

3.6 电源模块设计

第四章 软件系统设计与实现

4.1 软件平台概述

4.2 系统控制软件的设计

4.3 通信模块的软件设计

4.4 报警模块软件设计

4.5 故障控制软件流程设计

第五章 系统测试及结果分析

5.1 通信模块测试

5.2 采集模块测试

5.3 动作执行模块测试

5.4 中央控制模块测试

5.5 整机测试

第六章 总结和展望

6.1 本论文的主要工作

6.2 今后的工作和展望

参考文献

附录1 Modbus通讯地址表

附录2 机柜空调环境监控系统界面

附录3 主控板PCB

附录4 微处理器电路图

附录5 数值采集模块电路图

附录6 动作执行模块电路图

附录7 通信模块电路图

附录8 电源模块电路图

致谢